Historische Ökologie der Nordadria

Die rasanten wirtschaftlichen und technischen Entwicklungen in den letzten 150 bis 200 Jahren führten zu beträchtlichen Eingriffen in die Ökologie zahlreicher Lebensräume. Dicht besiedelte Küsten und angrenzende Meeresgebiete waren und sind hier besonders betroffen. Das Ausmaß solcher ökologischer Veränderungen, ihre Ursachen und die damit verbundenen Prozesse sind für die Wissenschaft oft kaum greifbar, da sie für die aktuelle ökologische Forschung zu weit zurückliegen und für typische paläontologische Untersuchungen zu rezent sind. Die wissenschaftliche Rekonstruktion eines "unberührten" Ökosystems bildet jedoch den einzig sinnvollen Maßstab für ein adäquates Management seiner Ressourcen bzw. für Maßnahmen und Zielsetzungen einer möglichen Unterschutzstellung. An dieser Stelle setzt das hier vorgelegte Projekt an: Die ökologischen Übergänge zwischen natürlichen und menschlich induzierten Ökosystemzuständen sollen identifiziert und prä-anthropogene Szenarien rekonstruiert werden, um daraus Richtlinien für Management und Naturschutz abzuleiten. Die nördliche Adria mit ihrer langen Geschichte menschlicher Einflussnahme eignet sich besonders gut zum Studium von Langzeitveränderungen der Struktur mariner Lebensgemeinschaften. Im Mittelpunkt des Projekts stehen zwei eng miteinander verbundene Aspekte der benthischen Ökologie dieses Meeresgebiets, die sich aus den Befunden der erhaltungsfähigen Harteile der Organismen in den unterschiedlichen Sedimenttiefen, bis hinab zu prä-anthropogenen Schichthorizonten, ablesen lassen: (1) die zeitliche Dynamik der außergewöhnlichen benthischen Hochbiomassegemeinschaften der Nordadria (HBG), die überdies als Schlüssel zum Verständnis ähnlich strukturierter paläozoischer Ökosysteme gelten; (2) die strukturelle Veränderung der Lebensgemeinschaften hartschaliger Organismen (v.a. Mollusken), wobei Schwankungen der taxonomischen und funktionellen Zusammensetzung, sowie von Häufigkeit und Diversität im Mittelpunkt stehen. Die Verfügbarkeit älterer Literatur zum nordadriatischen Benthos (u.a. aus den 1930er Jahren) kommt diesem Ansatz besonders zugute. Das Material liefern Sedimentkerne und Benthosproben von sieben Sammelpunkten in der Nordadria. Die Schalen ausgewählter Arten aus verschiedenen Schichten werden radiometrisch datiert, wodurch sich zeitliche Abfolgen von Benthosgemeinschaften mit jeweils spezifischer Arten- und Altersklassenstruktur ermitteln lassen. Der Einfluss von Eutrophierung und Fischerei auf die Struktur der Lebensgemeinschaften soll im Schalenbefund ebenso sichtbar werden wie die Zeitpunkte markanter ökologischer Zäsuren, die sich in der Veränderung der Gemeinschaften spiegeln. Darüber hinaus können die ursprünglichen Verteilungsmuster der HBG im prä-anthropogenen marinen Lebensraum zusammen mit ihren ökologischen Randbedingungen erschlossen werden. Die Ergebnisse dieser Studie sind von weit mehr als nur regionalem Interesse, da die Nordadria als Modellfall eines anthropogen beeinflussten Ökosystems anzusehen ist. Unsere Untersuchungen können damit zum Verständnis der Persistenz sogenannter retrograder, paläozoisch geprägter benthischer Gemeinschaften weltweit beitragen und allgemeine Muster anthropogener Langzeitveränderungen in marinen Lebensräumen sichtbar machen. Andererseits wird es dieses Projekt ermöglichen, in der Nordadria konkret Gebiete zu identifizieren, die als lokale Inseln ökologischer Ursprünglichkeit besonders schutzwürdig sind.

An sieben Stationen in der nördlichen Adria wurden mit einem eigens entwickelten Bohrkerngerät mehr als 50 Sedimentkerne entnommen. Die Kerne sind alle etwa 1.5 m lang und decken sehr unterschiedliche Zeitspannen ab, die je nach Sedimentationsrate nur wenige Jahrzehnte oder mehrere Jahrtausende umfassen. Basierend auf unseren quantitativen Daten von Makro- und Mikrofauna aus diesen Kernen und auf der extensiven Altersdatierung von Muschelschalen konnten wir große Veränderungen in den bodenlebenden Gemeinschaften während der holozänen Transgression identifizieren. Diese lassen sich zurückführen auf 1) den raschen Anstieg des Meeresspiegel bis vor ca.6000 Jahren, 2) natürliche Umweltveränderungen unter mehr oder weniger stabilen Meeresspiegelbedingungen bis vor wenigen hundert Jahren, und 3) große Veränderungen über die letzten Jahrhunderte, insbesondere aber im 20. Jahrhundert, aufgrund des vermehrten anthropogenen Einflusses (Eutrophierung, Eintrag von organischen und anorganischen Schadstoffen, destruktive Fischereimethoden). Mikro- und Makrofauna zeigen ähnliche Reaktionen auf natürliche Umweltveränderungen und bestätigen Eutrophierung als den wichtigsten anthropogenen Faktor für Veränderungen der Lebensgemeinschaften. Die Makrofauna jedoch reagiert empfindlicher auf Sauerstoffarmut und Bodenschleppnetzfischerei. Spezielle Gemeinschaften benthischer Organismen haben sich nur selten und in Regionen entwickelt, die durch niedrige Sedimentationsraten gekennzeichnet sind. In unseren Sedimentkernen lassen sich in geringer Tiefe Überreste einer hochentwickelten Austernlage erkennen, die auch noch auf historischen Seekarten verzeichnet ist, mittlerweile sind diese Riffe jedoch aufgrund des intensiven Einsatzes von destruktiven Fischereigeräten völlig aus der Region verschwunden ist. Unsere Forschungsergebnisse tragen dazu bei, realistische Rahmenbedingungen für eine Wiederherstellung dieses ökologisch besonders wertvollen lebenden Meeresbodens zu definieren. Basierend auf Massenvermehrungen der Körbchenmuschel (Corbula gibba), einer opportunistischen Art, die mit niedrigen Sauerstoffkon- zentrationen am Meeresboden gut zurechtkommt, konnten wir zeigen, dass Sauerstoffkrisen in der Nordadria über Jahrhunderte mit Fluktuationen der Wassertemperatur korrelieren. Solche Ereignisse sind also nicht nur mit Eutrophierung, sondern auch mit temperaturbedingten Dichteschichtungen des Wasserkörpers gekoppelt. Die Massenvermehrung der Körbchenmuschel ist daher ein Langzeit- phänomen der Nordadria und nicht ein neues Charakteristikum des 20. Jahrhunderts. Kumulative Effekte von sauerstoffarmen Bedingungen am Meeresboden, die durch die zunehmende Eutrophierung im späten 20. Jahrhundert verstärkt wurden, haben aber die Sedimentdurchmischung durch grabende Tiere im Meeresboden stark reduziert. Die invasive Muschel Anadara transversa etwa toleriert Sauerstoffarmut und hat aus dieser Situation einen Vorteil gezogen. Wir konnten feststellen, dass diese Art, die in der Region das erste Mal im Jahre 2001 dokumentiert wurde, tatsächlich bereits in den 1970ern eingewandert ist, sich dann aber vermutlich aufgrund von Schwermetallkontamination lange Zeit nicht etablieren konnte.